Теплові плями показують швидкість зростання галактики 12 мільярдів років тому

Міжнародна група астрономів склала температурну карту пилу, що дрейфує в одній із найстаріших спіральних галактик у Всесвіті, яка дає нові знання про те, як швидко галактика росте. Досі дослідники могли вимірювати температуру найвіддаленіших галактик лише в широкому сенсі, не показуючи, як температура змінюється в окремих областях.

Це дослідження, описане в статті, опублікованій сьогодні в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), показує однозначні коливання температури в далекій галактиці, що вказує на два різних джерела тепла — надмасивну чорну діру в центрі галактики та тепло, що виділяються новоутворені зірки в навколишньому обертовому диску.

«Температура пилу в галактиці може сильно відрізнятися залежно від того, в якому регіоні вона знаходиться», — говорить про Австралійський національний університет (ANU) у Канберрі, провідний автор статті. «Але більшість вимірювань температури пилу для далеких галактик у минулому проводилися для галактики в цілому через обмежену роздільну здатність приладу.

«Ми змогли виміряти температуру від регіону до регіону, щоб визначити, скільки тепла надходить від окремих джерел. Раніше таке картографування здебільшого обмежувалося сусідніми галактиками».

Дослідження показує чітку різницю між теплим пилом у центральній області, де тепло надходить від надмасивної чорної діри галактики, і більш холодним пилом у зовнішній області, яка, ймовірно, нагрівається під час утворення зірок.

Більшість галактик мають надмасивну чорну діру в центрі, маса якої, як вважають, зростає разом із галактикою. Коли газ накопичується в чорній дірі, він нагрівається через зіткнення частинок, що швидко рухаються в околицях чорної діри, і іноді світить яскравіше, ніж зіркове тіло самої галактики.

«Енергія нагріву від чорної діри відображає кількість газу, що подається в неї, і, отже, швидкість росту чорної діри, тоді як енергія нагріву від утворення зірок відображає кількість зірок, що знову утворюються в галактиці — швидкість росту галактики», Доктор Цукуї каже.

«Це відкриття дає більш чітку картину того, як галактики та центральна масивна чорна діра формуються та ростуть у ранньому Всесвіті».

Нинішнє дослідження стало можливим завдяки телескопу Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), яким керує Європейська південна обсерваторія (ESO) у Чилі.

«Це дослідження демонструє можливість детального картографування телескопа ALMA, керованого ESO», — сказала директор Astro3D, професор Емма Райан-Вебер. «ALMA — це найпотужніший масив для вимірювання міліметрового та субміліметрового випромінювання. Неймовірно, що ALMA може дивитися на галактику віком 12 мільярдів років і розділяти зображення на два компоненти — один із пилу, нагрітого від центральної надмасивної діри, а інший з пилу в основній господарській галактиці». Джерело